網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統及方法
2023-04-24 16:54:46 1
專利名稱：網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及水利水電工程中的組織設計和施工項目管理系統，特別是涉及利用網絡環境，實現大型地下洞室群施工進度進行實時分析與控制的可視化仿真系統及其實現方法。
背景技術：
大型地下洞室群施工由於開挖量大，施工強度高，施工條件差，是一個極其複雜的過程。因此，對於地下洞室群施工而言，僅依靠管理人員採用傳統的方法來分析計算，難以確定施工進度偏差產生的原因並分析偏差的性質，難以確定是否需要採取必要的糾偏措施，難以制定經濟合理的糾偏措施、施工進度計劃的調整方案和後續施工的重點關注環節。總之，要做到經濟、合理、高效的施工進度管理，是比較困難的。所以，有必要採用科學的理論方法和先進的技術手段，全面系統地分析研究地下洞室群施工中各方面因素，統籌各方面相互聯繫和制約關係，實現各洞室各工序間的相互協調，使施工實時管理更加科學化，達到施工管理實時，高效，科學，直觀，經濟之目的。
以往對地下洞室群施工的研究主要集中在施工過程的仿真上，針對隧洞施工的特點，天津大學的鐘登華、孫錫衡等在國內首次提出了採用循環網絡仿真模型來描述隧洞施工過程，從而獲得單洞施工的合理工期和施工機械設備合理配置方案。隨後，該方案又從系統觀點出發，將地下洞室群施工系統仿真研究工作發展成為綜合運用循環網絡仿真技術、網絡計劃分析與優化技術等先進技術手段的地下洞室群施工系統分析方法，提供了一整套對地下洞室群進行科學研究的思路、技術路線和實現手段。
當前隨著計算機技術和網絡技術的普及，移動辦公成了可行的現實需求。網絡化辦公目前在水利水電工程領域有不少應用，但是，現有技術中所實現的大多是應用於常務性的辦公，合同管理等，至於施工進度往往都只是施工數據信息的更新、查詢等操作。對於工程進度偏差計算、分析、調整、優化等工作還不能做到網絡化，也即是不能真正做到基於網絡環境的對施工進度實時分析和控制。所以，網絡環境下對地下洞室群施工進度實時分析與控制，並成功用於工程實踐的理論方法還比較少。
本發明提出的網絡環境下大型地下洞室群施工實時分析與控制理論方法，為大型地下洞室群施工管理提供了有力的分析工具，可有效地提高大型地下洞室群施工管理的現代化水平。
發明內容
本發明為了解決上述現有技術所存在的缺陷，而提出一種網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統及方法，在網絡環境下，通過對施工偏差分析、施工資源優化程度評價、糾偏措施使用、後續工作進度安排的的計算機可視化仿真，實現了對水利水電工程中大型地下洞室群施工管理中各技術環節的遠程自動控制。
本發明提出了一種網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統，該系統包括表現層、應用層以及數據層表現層，用於管理界面、客戶端、統計報表界面，它還包括身份識別模塊、網頁頁面，報表輸出模塊；應用層，是應用系統的業務邏輯實現層，用於接收來自表現層的功能請求、資料庫的觸發器及存儲過程的各種功能組件，還包括數據檢索模塊、工程進度的實時分析與管理模塊、S型曲線的網絡計劃，其中，數據層，用於存放並管理各種信息，實現對各種資料庫和數據源的訪問。
用戶通過客戶端輸入用戶名，進入系統；通過身份識別模塊根據用戶通過客戶端輸入的用戶識別碼從該資料庫數據權限管理系統中檢索有無該用戶名對應的權限，如果沒有，則操作結束；如果有，則根據該用戶的權限，由客戶端裝置生成對應的操作本系統的網頁界面，由用戶使用；數據檢索模塊根據用戶所輸入的數據操作指令，從資料庫系統中檢索出對應於該操作指令且符合該用戶使用權限的工程進度相關數據，並顯示於用戶的客戶端，供用戶操作使用；工程進度的實時分析與管理模塊進行地下洞室群的可視化仿真，對該階段施工全過程進行從頭到尾的跟蹤模擬，在仿真過程中獲得施工進度的信息，及施工強度、資源利用率等方面的統計計算及分析；以S型曲線確定網絡計劃中各工序持續時間，建立工程施工的仿真模型，並引入隨機仿真的概念，得出工序的持續時間，進而進行網絡計劃分析及仿真計算。
本發明還提出了一種網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制方法，將可視化仿真技術與體現完成工程百分比的施工進度S型曲線相結合，通過在控制過程中分別設置全程仿真時鐘和本地作業仿真時鐘，來分別實現對全程仿真和本地仿真的狀態控制，該方法包括以下步驟將全程仿真時鐘初始化；設定全程仿真時鐘時間間隔ΔT；全程仿真時鐘每隔一個該時間間隔，判斷是否有工序開始；當有工序開始時，判斷該工序是否仿真工序；如是，待全程仿真狀態結束後，進行全程仿真的統計分析；如否，調用本地仿真時鐘進行初始化；設定本地仿真時鐘時間間隔Δt；本地仿真時鐘每隔一個該時間間隔Δt)，判斷該時刻是否有作業發生；
如有，待本地仿真結束後，進行資源使用率的計算；輸出參數。
與已有技術相比，本發明將土建工程中應用較廣的S型曲線技術引入地下洞室群施工進度管理中來，將網絡計劃技術與橫道圖、前鋒線法科學地結合在一張以工程進展時間為橫坐標、以累計完成工作量(投資額)佔合同價的百分比為縱坐標的圖表中，全面描述分項工程與總體工程計劃與實際的施工起止時間、持續時間以及完成工程量或工作量佔合同價的百分比，準確反映分項工程與總體工程的實際施工進度與計劃施工進度的吻合情況，及時評估與調整施工資源，保證在合同工期內完成合同中規定的工程項目。並且結合可視化仿真技術，對檢查點後續工作進行仿真計算，估算工期，對要採取措施的偏差在仿真的基礎上採取相應的措施，以保證工程施工的順利進行，高效完成。網絡環境下地下洞室群施工進度的實時分析與管理為遠程協同辦公開闢了道路，克服了距離問題，較之於單機版軟體系統大大提高了管理效率，並且應用面明顯提高，實用價值增加許多，推廣應用前景十分廣闊。
圖1為本發明的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制方法的整體流程圖；圖2是本發明的基於仿真的地下洞室群施工進度S型曲線示意圖；圖3是本發明的基於仿真的地下洞室群施工進度S型曲線預測示意圖；圖4是本發明的完工概率曲線與工期風險度曲線示意圖；圖5是本發明的工期、費用隨機械設備數量變化的關係曲線示意圖；圖6是本發明的基於遺傳算法的考慮資金時間價值因素資源均衡優化求解程序流程圖。
圖7是本發明的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統結構示意圖。
具體實施例方式
地下洞室群的可視化仿真是把任何階段的施工過程作為一個整體，對該階段施工全過程進行從頭到尾的跟蹤模擬。在仿真過程中不僅可以得到施工進度的信息，如進度計劃安排，關鍵路線尋找，通風仿真計算，同時可以進行如施工工作面、施工強度、資源利用率、道路系統的行車情況等方面的統計計算及分析，從而得到各個時段較全面的工程施工進行情況，並且可以通過結合GIS、3DMax等軟體用圖形直觀表達出來，為複雜的地下洞室群施工提供了有力的計算與分析工具。
如圖1所示，為本發明的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制方法的整體流程，該流程包括以下步驟將全程仿真時鐘初始化，步驟101，設定一全程仿真時鐘時間間隔ΔT，全程仿真時鐘向前推進ΔT(即全程仿真時鐘每隔一個該時間間隔ΔT)，步驟102；判斷是否有工序開始，步驟103；當有工序開始時，判斷該工序是否仿真工序步驟104，如果不是仿真工序，則改變整體仿真狀態，步驟105，是否全程仿真結束，步驟106；待全程仿真狀態結束後，進行全程仿真的統計分析，步驟107。如果工序不是仿真工序，則調用本地仿真時鐘進行初始化，步驟108；為本地仿真時鐘選定一本地仿真時鐘時間間隔Δt，本地仿真時鐘向前推進ΔT(即本地仿真時鐘每隔一個該時間間隔Δt)，步驟109，判斷該時刻是否有作業發生，步驟110，如有，改變本地仿真系統狀態，步驟111，本地仿真是否結束，步驟112；本地仿真結束，並返回本地仿真時鐘狀態(即重新初始化本地仿真時鐘)，並且進行資源使用率的計算，步驟113；返回步驟105，改變全程仿真系統狀態，直至全程仿真結束，並進行統計分析；如果該時刻沒有作業發生，步驟110，或本地仿真作業未完成，步驟112，則，返回本地仿真時鐘的初始狀態，等待本地仿真時鐘的下一仿真時間間隔所對應的時刻到來。流程的最後，待全程仿真結束，並且完成統計分析後，輸出進度安排、施工強度、資源利用率等參數，步驟114。
本發明將可視化仿真技術與體現完成工程百分比的施工進度S型曲線相結合，多次對施工系統仿真所得結果繪製出一組S型曲線簇，即非確定型S型曲線，並以此與實際施工進度進行比較分析，以此進行施工進度管理。
如圖2所示，為本發明的基於仿真的地下洞室群施工進度S型曲線示意圖。S型曲線的重要依據之一即為網絡計劃，本發明採用仿真的方法確定網絡計劃中各工序持續時間，建立工程施工的仿真模型，並引入隨機仿真的概念，得出工序的持續時間，進而進行網絡計劃分析。每進行一次仿真計算可得到仿真成果的一個樣本值，進行多次計算，如500次等，即可得到在不同的工程施工進度下，仿真工期或費用的一組樣本值，對樣本進行統計分析，得出分布類型及其均值，於是可做出包含均值、上下兩組外包線在內的三組S型曲線，一起構成了基於仿真的施工進度S型曲線。所以費用偏差表示已完工程計劃期望費用與已完工程實際費用之間的差值，同樣進度偏差表示已完工程計劃期望時間與已完工程實際時間之間的差值。
如圖3所示，為本發明的基於仿真的地下洞室群施工進度S型曲線預測示意圖。以當前檢查的施工進度為起點，仍然採用可視化仿真方法對施工進度進行預測，可以獲得未完工程的施工工期及費用，由此進行實時地預測與控制。從檢查點起，對工程完工，即進度為100％時的工期與費用進行仿真預測，得到完工時的費用(estimated cost atcompletion，ESA)和工期(elapsed time at completion，TAC)的概率分布，於是工程完工時的費用偏差(at-completion cost variance，ACV)即為完工時的計劃期望費用(expected budgeted cost at completion，μBAC)與從當前進度處預測的完工期望費用(μEAC)之間的差額。同理，完工時的進度偏差(at-completion time variance，ATV)表示完工時的計劃期望工期(expected schedule duration at completion，μDAC)與從當前進度處預測的完工期望工期(μTAC)之間的差值，即ACV＝μBAC-μEAC ATV＝μDAC-μTAC總的說來，如果ACV、ATV均為正值，可接受，否則不可接受，需採取相應的工程措施進行控制，從當前施工進度處對未完工工程進行預測，。所以要進一步分析進度偏差的性質，也就是偏差對進度的影響，即(1)分析出現進度偏差的工作是否為關鍵工作。如果出現進度偏差的工作為關鍵工作，則無論偏差大小，都將影響後續工作按計劃施工，並使工程總工期拖後，必須採取相應措施調整後期施工計劃，以便確保計劃工期；如果出現進度偏差的工作為非關鍵工作，則應按下一步繼續分析。
(2)分析進度偏差時間是否大於總時差。如果某項工作的進度偏差時間大於該工作的總時差，則都將影響後續工作和總工期，必須採取措施調整；如果進度偏差時間小於或等於該工作的總時差，則不會影響工程總工期，但是否影響後續工作，則應按下一步繼續分析。
(3)分析進度偏差時間是否大於自由時差。如果某項工作進度偏差時間大於該工作的自由時差，則應對後續的有關工作的進度安排進行調整；如果進度偏差時間小於或等於該工作的自由時差，則對後續工作毫無影響，不必調整。
對網絡計劃進行調整的方法很多，本發明採用仿真的方法對網絡計劃進行調整，大體思路就是通過仿真計算改變後期施工中某些工作間的邏輯關係。當檢查時施工實際進度出現的偏差影響了總工期時，在一定的約束條件下，通過仿真計算改變某些關鍵線路上和拖後計劃工期的非關鍵線路上的有關工作之間的邏輯關係，以達到縮短工期的目的。如果結果還不能滿足要求，則通過修改某些工作的仿真參數(即意味著在施工過程中對相應的項目或工序增加物質、人員的配備)，達到壓縮工期的目的。
在制定新的進度計劃時，還有必要進行完工概率分析，完工概率分析就是根據多次仿真運行所得施工工期的統計特性(包括均值、方差、最大值、最小值等)，運用概率統計手段，分析在計劃施工工期(T』)內完工的概率。即P(T≤T』)。如圖4所示，為本發明的完工概率曲線與工期風險度曲線示意圖。完工概率分析的具體步驟為(1)設定分組的組距Tg。令Tmin為n次仿真中施工工期的最小值，Tmax為n次仿真中施工工期的最大值，l為分組的組數，則分組的組距Tg為Tg＝(Tmax-Tmin)/l；(2)進行分組。令T1＝Tmin+Tg，T2＝T1+Tg，…，T1＝Tl-1+Tg，則施工工期T的分組結果為[Tmin，T1]，[T1，T2]，[T2，T3]，…[Tl-1，Tl]；(3)將n次仿真結果按區間統計頻數，得到施工工期的頻率直方圖；(4)對統計頻數按區間累加，得到施工工期的累計直方圖；(5)利用曲線對施工工期的頻率直方圖和累計直方圖進行擬合，得到施工工期的經驗分布曲線和經驗累計曲線。
這樣，某個施工工期T』的完工概率，就可通過經驗累計曲線查出。
根據完工概率與完工風險的關係，可知完工風險為R(T』)＝1-P(T≤T』)。
在施工過程中網絡計劃的分析與調整是不停進行的，那麼網絡計劃的優化也是不停進行的，本發明所說的優化是指工期一定，考慮資金時間價值因素的資源均衡優化。
如圖5所示，為本發明的工期、費用隨機械設備數量變化的關係曲線示意圖。施工機械設備配置合理也就是要求各種施工機械設備在數量搭配上比較合理，利用率都比較高，而不至於某些高負荷運轉，而另一些比較空閒，施工工期、施工費用隨施工機械設備數量變化的關係曲線。
首先將考慮資金時間價值的動態投資和資源的均衡優化結合起來，對兩個目標分別進行歸一化處理，採用線性加權和的辦法建立綜合優化的數學模型，然後對遺傳算法進行改進，主要體現在交叉率和變異率的實時調整和結合模擬退火思想而對適應度函數的拉伸，提高了遺傳算法的搜索效率和精度，最後採用改進的遺傳算法對模型進行優化求解。
本發明採用基於多目標優化的施工機械設備優化配置模型，該數學模型的求解實際上是兼顧施工工期和施工費用，在有效解曲線上選取一個合適的點，二者的係數用特爾菲法(Delpi法)確定。採用改進的遺傳算法進行求解，仿真計算自動尋優，避免了人工的比較分析，提高了複雜系統的仿真效率，同時考慮了設備配置變化對於施工工期、施工費用的影響，考慮問題更加全面，更加切合工程實際。如圖6所示，為本發明的基於遺傳算法的考慮資金時間價值因素資源均衡優化求解程序流程圖。
下面通過一個具體實例，說明本發明所實現的通過一個基於網絡的地下洞室群進度實時分析與控制系統，該系統的功能結構圖如圖7所示，建立施工進度管理的網絡採用B/S結構，利用網絡資料庫技術創建工程資料庫，並建立友好用戶界面以顯示控制結果。整個管理系統工作模式從邏輯上劃分為三層表現層(客戶端)、服務層、數據層。表現層的應用程式與服務端的應用程式是相對獨立的。它包括第一層，表現層，即客戶端，可以是裝有瀏覽器程序的多臺PC客戶端700，負責管理界面、客戶端、統計報表界面等。表現層將系統的操作界面與系統的功能實現分離開來，表現層又進一步包括身份識別模塊、網頁頁面，報表輸出模塊；第二層，應用層。採用一WEB伺服器701，它是應用系統的業務邏輯實現層，系統最核心的部分。負責接收來自表現層的功能請求，是實現各種業務功能的邏輯實體，這些邏輯實體在實現上表現為資料庫的觸發器及存儲過程的各種功能組件，應用層又進一步包括數據檢索模塊702、工程進度的實時分析與管理模塊703、S型曲線的網絡計劃704。如有必要，該層中還應設置網絡計劃分析/調整模塊。當應用層使用多臺應用伺服器時，需另外設置一設備配置模塊705，以便實現各個應用伺服器的工作配置和調度。
第三層，數據層，採用一資料庫伺服器705，負責存放並管理各種信息，實現對各種資料庫和數據源的訪問，也是系統訪問其它數據源的統一接口。
其中，表現層與應用層之間，利用HTTP協議進行通訊，應用層與數據層之間，利用JDBC通訊協議。
系統的工作過程如下(1)用戶通過客戶端輸入用戶名，進入系統；(2)系統通過身份識別模塊根據用戶通過客戶端輸入的用戶識別碼從該資料庫數據權限管理系統中檢索有無該用戶名對應的權限，如果沒有，則進至步驟(9)；如果有，則根據該用戶的權限，由客戶端裝置生成對應的操作本系統的網頁界面，由用戶使用；(3)通過系統的數據檢索模塊根據用戶所輸入的數據操作指令，從資料庫系統中檢索出對應於該操作指令且符合該用戶使用權限的工程進度相關數據，並顯示於用戶的客戶端，供用戶操作使用；(4)工程進度的實時分析與管理首先進行地下洞室群的可視化仿真，對該階段施工全過程進行從頭到尾的跟蹤模擬，在仿真過程中不僅可以得到施工進度的信息，同時可以進行施工強度、資源利用率等方面的統計計算及分析，從而得到各個時段較全面的工程施工進行情況，並且可以用圖形直觀表達出來，為複雜的地下洞室群施工提供了有力的計算與分析工具；(5)S型曲線的重要依據之一即為網絡計劃，本發明採用仿真的方法確定網絡計劃中各工序持續時間，建立工程施工的仿真模型，並引入隨機仿真的概念，得出工序的持續時間，進而進行網絡計劃分析。每進行一次仿真計算可得到仿真成果的一個樣本值，進行多次計算，即可得到在不同的工程施工進度下，仿真工期或費用的一組樣本值，對樣本進行統計分析，得出分布類型及其均值，於是可做出包含均值、上下兩組外包線在內的三組S型曲線，一起構成了基於仿真的施工進度S型曲線；(6)在施工過程中網絡計劃的分析、調整與優化是不停進行的，本發明所說的優化是指工期一定，考慮資金時間價值因素的資源均衡優化。首先將考慮資金時間價值的動態投資和資源的均衡優化結合起來，對兩個目標分別進行歸一化處理，採用線性加權和的辦法建立綜合優化的數學模型，然後對遺傳算法進行改進，主要體現在交叉率和變異率的實時調整和結合模擬退火思想而對適應度函數的拉伸，提高了遺傳算法的搜索效率和精度，最後採用改進的遺傳算法對模型進行優化求解；(7)施工機械設備配置合理也就是要求各種施工機械設備在數量搭配上比較合理，本發明採用基於多目標優化的施工機械設備優化配置模型，該數學模型的求解實際上是兼顧施工工期和施工費用，在有效解曲線上選取一個合適的點，二者的係數用特爾菲法(Delpi法)確定。
採用改進的遺傳算法進行求解，仿真計算自動尋優，避免了人工的比較分析，提高了複雜系統的仿真效率，同時考慮了設備配置變化對於施工工期、施工費用的影響，考慮問題更加全面，更加切合工程實際；
(8)通過使用報表模塊根據用戶所進行的仿真計算，在客戶端生成統計報表、統計圖及工程進度三位面貌圖，供用戶進行工作計劃執行進度的操作管理。
用戶可以在區域網內或者通過Internet進行訪問。系統主程序開發採用Java和JSP語言，部分模塊主要是計算較為複雜的部分採用Visual C++6.0語言開發，計算部分的程序放在伺服器端，用戶的計算請求通過網絡傳過來，計算結果再傳回客戶端，節約網絡開銷，提高計算效率，資料庫採用Oracle軟體開發，數據容量大，安全可靠。系統設計特點如下1、頁面整體設計簡潔明快、界面友好；2、符合用戶操作習慣；3、功能強大的導航菜單，菜單還有摺疊功能，可根據用戶需要顯示相應模塊；4、採用Web標準的布局方式比傳統表格定位的布局方式代碼量減少30-40％，從而能大大節省帶寬，使訪問速度加快30-40％；5、操作簡單，易於掌握操作簡單易學，不需專業培訓；6、專門的權限設定模塊可以根據實際情況設定和修改權限組。其他系統權限的設定往往是固定的，如果與實際不符，則需從底層的程序編碼進行調整。
施工進度的實時分析與管理是大型地下洞室群施工管理的核心內容，在工程施工過程中實際進度與計劃情況的偏差是不可避免的，隨著計算機和系統仿真技術的發展，使我們有可能在計算機上實現大型地下洞室群施工過程的仿真，同時利用先進的可視化手段直觀形象地反映仿真成果，本發明提出的大型地下洞室群施工進度實時分析與管理理論方法面向地下洞室群的施工過程，伴隨工程施工的具體展開，實時對施工進度進行高效的檢查和分析，找出進度偏差產生的原因，分析偏差的性質，採取糾偏的措施，制定後續工作新的網絡計劃，並且優化後續工作新的網絡計劃。
權利要求
1.一種網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統，將可視化仿真技術與施工進度S型曲線相結合，包括表現層，用於管理界面、客戶端、統計報表界面，它還包括身份識別模塊、網頁頁面，報表輸出模塊；應用層，是應用系統的業務邏輯實現層，用於接收來自表現層的功能請求、資料庫的觸發器及存儲過程的各種功能組件，還包括數據檢索模塊、工程進度的實時分析與管理模塊、S型曲線的網絡計劃；數據層，用於存放並管理各種信息，實現對各種資料庫和數據源的訪問。用戶通過客戶端輸入用戶名，進入系統；通過身份識別模塊根據用戶通過客戶端輸入的用戶識別碼從該資料庫數據權限管理系統中檢索有無該用戶名對應的權限，如果沒有，則操作結束；如果有，則根據該用戶的權限，由客戶端裝置生成對應的操作本系統的網頁界面，由用戶使用；數據檢索模塊根據用戶所輸入的數據操作指令，從資料庫系統中檢索出對應於該操作指令且符合該用戶使用權限的工程進度相關數據，並顯示於用戶的客戶端，供用戶操作使用；工程進度的實時分析與管理模塊進行地下洞室群的可視化仿真，對該階段施工全過程進行從頭到尾的跟蹤模擬，在仿真過程中獲得到施工進度的信息，及施工強度、資源利用率等方面的統計計算及分析；以S型曲線確定網絡計劃中各工序持續時間，建立工程施工的仿真模型，並引入隨機仿真的概念，得出工序的持續時間，進而進行網絡計劃分析及仿真計算。
2.如權利要求1所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統，其中，所述S型曲線的重要依據是網絡計劃，它還進一步包含以下處理步驟每進行一次仿真計算可得到仿真成果的一個樣本值，進行多次計算，即可得到在不同的工程施工進度下，仿真工期或費用的一組樣本值，對樣本進行統計分析，得出分布類型及其均值，於是可做出包含均值、上下兩組外包線在內的三組S型曲線，一起構成了基於仿真的施工進度S型曲線；
3.如權利要求1所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統，其中，所述網絡計劃分析/調整模塊，更進一步包含將資金時間價值的動態投資和資源的均衡優化結合，對兩個目標分別進行歸一化處理，採用線性加權和的辦法建立綜合優化的數學模型，然後對遺傳算法進行交叉率和變異率的實時調整和結合模擬退火思想對適應度函數的拉伸的改進，對模型進行優化求解。
4.如權利要求1所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統，其中，所述設備配置模塊採用基於多目標優化的施工機械設備優化配置模型，該數學模型的求解實際上是兼顧施工工期和施工費用，在有效解曲線上選取一個合適的點，二者的係數用Delphi算法確定。
5.如權利要求1所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統，其中，所述報表模塊在客戶端生成統計報表、統計圖及工程進度三維面貌圖，供用戶進行工作計劃執行進度的操作管理。
6.如權利要求1所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統，當應用層有多臺伺服器時，該系統的應用層還包括設備配置模塊，用於對伺服器進行合理配置。
7.一種網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制方法，將可視化仿真技術與體現完成工程百分比的施工進度S型曲線相結合，通過在控制過程中分別設置全程仿真時鐘和本地作業仿真時鐘，來分別實現對全程仿真和本地仿真的狀態控制，該方法包括以下步驟將全程仿真時鐘初始化；設定全程仿真時鐘時間間隔ΔT；全程仿真時鐘每隔一個該時間間隔，判斷是否有工序開始；當有工序開始時，判斷該工序是否為仿真工序；如是，待全程仿真狀態結束後，進行全程仿真的統計分析；如否，調用本地仿真時鐘進行初始化；設定本地仿真時鐘時間間隔Δt；本地仿真時鐘每隔一個該時間間隔Δt)，判斷該時刻是否有作業發生；如有，待本地仿真結束後，進行資源使用率的計算；輸出參數。
8.如權利要求7所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制方法，其中，所述S型曲線的重要依據是網絡計劃，它還進一步包含以下處理步驟每進行一次仿真計算可得到仿真成果的一個樣本值，進行多次計算，即可得到在不同的工程施工進度下，仿真工期或費用的一組樣本值，對樣本進行統計分析，得出分布類型及其均值，於是可做出包含均值、上下兩組外包線在內的三組S型曲線，一起構成了基於仿真的施工進度S型曲線。
9.如權利要求7所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制方法，其中，所述進行資源使用率的計算的步驟，更進一步包含將資金時間價值的動態投資和資源的均衡優化結合，對兩個目標分別進行歸一化處理，採用線性加權和的辦法建立綜合優化的數學模型，然後對遺傳算法進行交叉率和變異率的實時調整和結合模擬退火思想而對適應度函數的拉伸的改進，對模型進行優化求解。
10.如權利要求7所述的網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制方法，其中，所述輸出參數的步驟，更進一步包含輸出進度安排、施工強度、資源利用率。
全文摘要
一種網絡環境下大型地下洞室群施工進度實時分析與控制系統及方法，將可視化仿真技術與施工進度S型曲線相結合，包括表現層，用於管理界面、客戶端、統計報表界面，還包括身份識別模塊、網頁頁面，報表輸出模塊；應用層，是應用系統的業務邏輯實現層，用於接收來自表現層的功能請求、資料庫的觸發器及存儲過程的各種功能組件，還包括數據檢索模塊、工程進度的實時分析與管理模塊、S型曲線的網絡計劃、網絡計劃分析/調整模塊、設備配置模塊；數據層，用於存放並管理各種信息，實現對各種資料庫和數據源的訪問。本發明為大型地下洞室群施工管理提供了有力的分析工具，可有效地提高大型地下洞室群施工管理的現代化水平。
文檔編號G06Q50/00GK1831855SQ20061001342
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月4日 優先權日2006年4月4日
發明者鍾登華, 宋洋, 劉奎建, 楊曉剛 申請人:天津大學